Khi bắt gặp một hợp chất hữu cơ X có công thức C10H8O4, nhiều người sẽ đặt ra câu hỏi: “Đây là chất gì? Cấu trúc phân tử ra sao? Có ứng dụng gì trong đời sống hay không?”. Bài viết này sẽ giúp bạn lần lượt tháo gỡ những thắc mắc ấy thông qua cách trình bày dễ hiểu, gắn liền với kiến thức phổ thông, nhưng vẫn đầy đủ, chính xác và mang tính học thuật để phục vụ nhu cầu học tập, giảng dạy và nghiên cứu cơ bản.
TÓM TẮT
- 1 Hợp chất hữu cơ X có công thức C10H8O4 là gì?
- 2 Cấu trúc phân tử và tên gọi hóa học
- 3 Tính chất đặc trưng của C10H8O4
- 4 Ứng dụng của dimethyl terephthalate (X – C10H8O4)
- 5 Câu hỏi thường gặp về hợp chất hữu cơ X có công thức C10H8O4
- 6 Bảng tổng hợp nhanh thông tin về dimethyl terephthalate (C10H8O4)
- 7 Kết luận: Vì sao hợp chất hữu cơ X có công thức C10H8O4 lại quan trọng?
Hợp chất hữu cơ X có công thức C10H8O4 là gì?
Khi nhìn vào công thức phân tử C10H8O4, chúng ta có thể xác định được đây là một hợp chất hữu cơ thuộc loại este thơm đa chức. Trong nhiều đề thi học sinh giỏi, tuyển sinh THPT hay đại học, công thức này thường dùng để chỉ một hợp chất cụ thể là:
Đimetyl terephtalat (Dimethyl terephthalate – DMT)
Phân tích sơ bộ công thức phân tử C10H8O4
- Số nguyên tử:
- Carbon (C): 10
- Hydro (H): 8
- Oxy (O): 4
- Gợi ý từ số lượng nguyên tử cho thấy phân tử có thể chứa một vòng benzen (C6) kết hợp với hai nhóm chức –COOCH3 (tức là nhóm este đính vào nhân thơm).
Theo cô Nguyễn Thị Mai Lan – giảng viên Hóa Hữu cơ, ĐH Sư phạm TP.HCM:
“Từ tỷ lệ nguyên tử và số liên kết π có thể dự đoán đây là một este thơm, rất thường gặp trong công nghiệp polyeste hiện đại.”
Cấu trúc phân tử và tên gọi hóa học
Cấu trúc phân tử của Dimethyl terephthalate
Dimethyl terephthalate là este dimetyl của axit terephthalic. Cấu trúc phân tử gồm:
- Một vòng benzen làm khung chính
- Hai nhóm -COOCH₃ gắn đối xứng ở vị trí 1,4 (para) trên vòng benzen
Dưới đây là sơ đồ mô tả:
Tên gọi IUPAC: Dimethyl benzene-1,4-dicarboxylate
Một số tên gọi khác:
- Dimethyl terephthalate (tên thông dụng)
- DMT (viết tắt quốc tế)
- Este dimetyl của axit 1,4-benzen-đicarboxylic
Tính chất đặc trưng của C10H8O4
Tính chất vật lý
| Thuộc tính | Giá trị điển hình |
|---|---|
| Trạng thái | Rắn kết tinh |
| Màu sắc | Trắng hoặc trắng ngà |
| Điểm nóng chảy | ~140°C |
| Nhiệt độ sôi | Phân huỷ trước khi sôi |
| Độ tan | Không tan trong nước, tan trong dung môi hữu cơ như methanol, ethanol, toluen… |
Tính chất hoá học
- Phản ứng thủy phân trong môi trường kiềm tạo ra muối của axit terephthalic và methanol
- Bền trong điều kiện thường nhưng có thể bị phân hủy khi nung chảy ở nhiệt độ cao hoặc chịu phản ứng oxi hóa mạnh
Thầy Trần Quốc Hưng – tác giả sách Hóa Hữu cơ Nâng cao nhận xét:
“Este thơm như dimethyl terephthalate ít phản ứng hơn este no, nhưng đóng vai trò quan trọng nhờ tính ổn định và khả năng trùng ngưng tạo polymer.”
Ứng dụng của dimethyl terephthalate (X – C10H8O4)
Đây là phần quan trọng nhất giúp bạn hình dung rõ vì sao một hợp chất “vô tri” lại có tầm ảnh hưởng lớn đến đời sống.
1. Nguyên liệu sản xuất nhựa PET
Dimethyl terephthalate (DMT) là nguyên liệu chính trong tổng hợp Polymer Polyethylene Terephthalate (PET) – loại nhựa dùng phổ biến để sản xuất:
- Chai nước giải khát
- Hộp đựng thực phẩm
- Sợi polyester trong dệt may
Phản ứng tổng hợp:
Dimethyl terephthalate + ethylene glycol → Polyethylene terephthalate (PET) + methanol
Đây là quá trình trùng ngưng với sự tạo thành liên kết este giữa DMT và ethylene glycol.
Phản ứng trùng ngưng tạo PET từ dimethyl terephthalate và ethylene glycol
2. Sản xuất hóa chất công nghiệp
DMT còn là nguyên liệu cho:
- Tổng hợp nhựa không bão hòa (alkyd resin)
- Phụ gia nhựa, sơn, mực in
- Chất trung gian trong dược phẩm, thuốc nhuộm
3. Tái chế nhựa và vật liệu xanh
DMT có vai trò trong công nghiệp tái chế PET theo nguyên lý depolymerization (phân rã polymer về monomer ban đầu).
Câu hỏi thường gặp về hợp chất hữu cơ X có công thức C10H8O4
Hợp chất C10H8O4 có bao nhiêu đồng phân este?
Có nhiều đồng phân cấu tạo tuỳ thuộc vào vị trí gắn nhóm ester. Trong đó:
- 3 đồng phân chính dựa vào cấu trúc vòng benzen:
- Meta (1,3)
- Ortho (1,2)
- Para (1,4) → chính là DMT
Hợp chất này có độc không?
Dimethyl terephthalate không quá độc, nhưng có thể gây kích ứng mắt/da nếu tiếp xúc lâu. Việc sử dụng trong sản xuất chai PET phải tuân thủ quy chuẩn rõ ràng vì liên quan trực tiếp đến thực phẩm.
Làm sao để xác định hợp chất này bằng phương pháp phổ?
Các phương pháp phổ như phổ hồng ngoại (IR), phổ cộng hưởng từ hạt nhân (NMR) và khối phổ (MS) giúp xác định được cấu trúc este thơm với các nhóm chức đặc trưng (–COOCH₃, vòng thơm).
Bảng tổng hợp nhanh thông tin về dimethyl terephthalate (C10H8O4)
| Tiêu chí | Thông tin |
|---|---|
| Công thức phân tử | C10H8O4 |
| Tên thông dụng | Dimethyl terephthalate |
| Loại hợp chất | Este thơm đa chức (2 nhóm) |
| Ứng dụng chính | Tổng hợp nhựa PET |
| Tính chất nổi bật | Không tan trong nước, có khả năng este hóa – thủy phân |
| Xuất hiện trong đời sống | Nhựa chai, sợi polyester, tái chế PET |
Các sản phẩm từ dimethyl terephthalate như chai nhựa PET, sợi vải polyester
Kết luận: Vì sao hợp chất hữu cơ X có công thức C10H8O4 lại quan trọng?
Hợp chất hữu cơ X có công thức C10H8O4, với danh tính là dimethyl terephthalate, là một mắt xích then chốt trong ngành công nghiệp nhựa, dệt may và tái chế vật liệu. Không chỉ mang ý nghĩa trong lý thuyết hóa học hữu cơ (cấu trúc este thơm, phản ứng trùng ngưng), nó còn gắn liền với đời sống hiện đại, từ chai nhựa đến những bộ quần áo bạn mặc mỗi ngày.
Nếu bạn đang học hóa hữu cơ hoặc chuẩn bị cho kỳ thi đại học, hiểu rõ về X sẽ giúp bạn:
- Giải quyết dạng bài tính chất – cấu tạo – điều chế este thơm
- Mở rộng hiểu biết về chuỗi giá trị vật liệu gốc từ hóa học
- Gắn kiến thức lý thuyết với ứng dụng thực tiễn
Hãy tiếp tục theo dõi chuyên mục Hỏi Đáp Hữu Cơ tại Hóa Học Phổ Thông để khám phá nhiều hợp chất thú vị khác nhé!
Bạn còn thắc mắc nào về hợp chất hữu cơ X có công thức C10H8O4 không? Hãy để lại câu hỏi để cùng nhau tìm hiểu sâu hơn!
